大准线防雷接地措施的几点探讨

摘 要：电力系统中大多数故障是因过电压导致设备绝缘损坏造成，本文就电气化铁路中的防雷接地作用和改进措施进行简单的分析、探讨。

关键词：防雷接地；作用；改进措施

DOI：10.19354/j.cnki.42-1616/f.2016.17.63

同电力系统故障一样，电气化铁路的故障很大一部分是由于设备绝缘损坏造成的。而在绝缘损坏故障中，有许多是由于过电压造成。过电压分为大气过电压和内部过电压。大气过电压是雷云放电产生的，可达上万伏甚至更高，其电流可达数百安。通常利用避雷针、避雷线来预防直击雷，利用避雷器来限制过电压，从而保护电气设备的绝缘。避雷针一般用于保护发电厂和变电所、避雷线主要用于保护输电线路。而且接触网和电力贯通线路穿越旷野山陵、线路又长，遭受雷电袭击的几率大，易受到雷击导致设备损坏。接触网没有备用线路，如果发生事故将中断铁路运营。自大准铁路开通至今20余年来，因雷电袭击造成的损失较大，仅2013年雨季因雷电造成跳闸故障就28起。下面我就大准铁路的接地系统进行简单分析。

一、接地的作用与大准铁路供电系统接地方式

供电系统带电部分与接地部分经绝缘元件绝缘。正常情况下总会有微弱的泄漏电流经绝缘元件流回大地，这样的电流一般不会对人身和设备造成伤害。随着绝缘元件的老化、严重脏污、出现裂纹或浸水时，绝缘强度下降，泄漏电流就会相应增加。当支柱对地接地电阻较大时，泄漏电流会在支柱上形成较大过渡电压，严重时会危及人事安全；同时较大的泄漏电流流经混凝土支柱时，其内部金属部分会发热，使得金属软化造成支柱强度下降，拉断支柱危及设备安全。为避免上述情况发生，电气化铁路中的接触网和电力贯通线路应当设立接地装置，将非带电的金属部分与钢轨（牵引轨）或大地直接相连。

接地的实现形式有多种多样，大准线采取的是接触网支柱利用回流线或保护线作闪络保护地线的集中接地方式，在隔离开关和单独支柱处采取单独直接接地，即将设备直接与接地极相连；电力贯通线采用的是电杆单独接地，在重雷区采取了设置架空地线实现集中接地的方式。

二、防雷接地装置和接地电阻

（一）雷电接受装置又叫接闪器，通常有三种：避雷针、避雷器和避雷线。避雷针看似简单价廉，实则复杂价高，因此多用于电子设备集中的场合，比如电气化铁道系统中一般用于牵引变电所，大准线各牵引变电所均设有避雷针；避雷线就是在接触网或电力贯通线上方架设的金属线，并且每隔一定距离就做一个接地装置。这是最简单可靠的保护，但是由于避雷线架设到哪里保护才能到哪里，需要消耗大量金属线，造价高，因此多用于雷电多发地区，因此大准铁路没有采用这种方式；避雷器是用于保护电气设备免受雷电过电压、操作过电压和工频暂态过电压冲击而损坏的一种电器。避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种。对于接触网，避雷器安装简单、但清洁维护不便、且保护范围有限，因此只是根据线路的具体情况综合考虑进行适量安装，牵引变电所用的更多些。目前我国电气化铁道接触网上常用管型避雷器和角隙避雷器、贯通线多用氧化锌避雷器。

（二）接地电阻是指电流经接地体流入大地，接地体本身、接地体与土壤之间的接触部分以及土壤本身所呈现的电阻，接地电阻的大小将直接影响防雷性能。影响接地电阻的因素有二：一是接地金属本身的金属电阻，接地体截面积越大、金属的电阻率越小，接地体的电阻就越小。二是接地体与土壤的接触面积越大越紧密，接地体的电阻也越小。由于金属接地体的电阻在接地装置中占比例非常小，往往忽略不计。所以接地体形状必须按照规定要求进行埋设。

三、雷害原因及对策

（一）避雷器不足或性能不佳。电气化铁道一定要依照《铁路工程 技术规范》规定按照当地气象情况安装足够的避雷器，比如规范规定的电分相和电分段锚段关节、长大隧道两端、分区亭引入线和牵引变电所馈出线出口等处。避雷器种类多，性能、指标各有不同，且稳定程度不一，所以避雷器一旦失效应当让使用者立即察觉，且保证它处于开路。

（二）接地电阻超标。由于大准铁路部分路段土质较差，土壤电阻率较高，所以每年检测都存在接地电阻超标现象。通常工区会采用增加接地极、对接地附近土壤进行置换等方法进行降阻。但是对于石质地区这些方法效果并不明显。

（三）对策。（1）确定重雷区，对全线雷电出现频繁的线路（薛家湾-清水河、新店子-凉城、丹洲营-燕庄等）重新检查测试接地情况，对接地电阻超标的部分进行降阻或加装接地极。对部分石质地段段内无法整改的进行招标，请专业团队进行改造。（2）对空旷地段的956电源线的支柱采取加装避雷线，同时对每基杆塔加装接地极。（3）对雷电出现频繁线路的避雷器逐步更换为自脱式避雷器，该避雷器避雷效果好，故障少，运行稳定。通过系列改造， 2014年我段接触网和贯通因雷雨造成的故障为5起、2015年累计9起，远远低于2013年，取得良好效果。

参考文献：

[1] 王川波，高低压技术 水利电力出版社

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